共有メモリ型並列計算機のための処理スケジュール方式の研究

共享内存并行计算机处理调度方法研究

• 批准号: 05750400
• 负责人: 永松 礼夫
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750400/
• 关键词: 並列計算機; 共有メモリ; タスク・スケジューリング; 軽量プロセス; マルチ・スレッド・プロセッサ; キャッシュ・メモリ; 分散キュー; 並列度の制御

本研究では,細粒度タスク群を共有メモリ型計算機の上で実行する際に,軽量プロセスの再利用を行ないスケジューリングを効率よく行なう方式の一つであるアクティビティ方式スケジューラを対象に,プロセッサ数やタスク数が多くタスク管理用のキューへのアクセスがネックとなる状況の改善法について検討した.ユーザからのタスク生成要求をプロセッサ毎に分散させたキューに保存し,大部分のスケジュール処理がプロセッサ毎に独立した情報のみで行なえる構成を提案し実現した.その処理系について処理速度や使用メモリ量の観点から評価を行ない性能の向上を確認した.ローカル・キューではLIFO順序でタスク・キュー管理を行ない,他プロセッサ上の情報にアクセスしてプロセッサ間で負荷を再分配する際はFIFO順序でタスクを取得する方式を用いることで効率良い分配ができることが判明した.また,メモリ遅延の大きな状況を想定し,マルチ・スレッド型のプロセッサを用いた構成についても研究を行った.メモリ遅延時間の許容にはスレッド数を大きく設定することが望ましいが,スレッド数が多過ぎるとプロセッサ内の複数のスレッドが限られたキャッシュ容量を奪い合うためヒット率を高くできない.プロセッサとキャッシュのモデル解析より,これら二要因により特定のスレッド数でプロセッサ稼働率がピークとなることを示した.さらに,プログラムの性質(並列度やヒット率)の変化に対応すべく実行可能スレッド数などの情報を収集する機能をプロセッサに付加し,動作スレッド数を変化させ常に適切なスレッド数を維持する方式を提案した.アクティビティ・スケジューラを基本として,個々の細粒度タスク終了を契機にして問題自身の制御構造を乱すことなく動作しているスレッド数を増減させる処理系を実現し,応用プログラムを走らせプロセッサ稼働率の向上を確認した.

在本研究中，我们重点关注活动调度程序，它是一种在共享内存计算机上执行一组细粒度任务时通过重用轻量级进程进行有效调度的方法。由于任务数量较多，任务管理的队列是一个瓶颈。用户的任务生成请求存储在分布在处理器之间的队列中，大部分调度处理由处理器执行。我们提出并实现了一种配置，可以仅使用每个服务器的独立信息来执行任务。我们从处理速度和内存使用量的角度评估了处理系统，并确认性能得到了提高。在本地队列中，任务队列当通过访问其他处理器上的信息来在处理器之间重新分配负载时，发现使用按 FIFO 顺序获取任务的方法可以实现有效的分配。 ，我们还研究了使用多线程处理器的配置。最好设置大量线程以容忍内存延迟时间，但如果线程数量太大，处理器中的线程数量就会受到限制。命中率不可能很高，因为处理器和缓存会争夺可用的缓存容量。对处理器和缓存的模型分析表明，这两个因素导致处理器利用率在特定线程数处达到峰值。我们提出了一种方法，在处理器中添加一个功能，该功能可以响应特性（并行度和命中率）的变化来收集可执行线程数量等信息，并更改活动线程数量以维持适当的线程数量基于活动调度器，我们实现了一个处理系统，可以在不干扰问题本身的控制结构的情况下增加或减少运行的线程数，由单个细粒度任务的完成触发，并运行应用程序。已确认提高处理器利用率。